玉米秸秆纤维-氨基树脂模塑料的制备与性能研究

以玉米秸秆纤维为增强材料,氨基树脂为基体聚合物,制备了玉米秸秆纤维-氨基树脂模塑料。研究了玉米秸秆纤维浆料质量分数对模塑料的弯曲强度和冲击强度的影响。采用电子扫描显微镜(SEM)表征玉米秸秆纤维和氨基树脂的界面结合性能,并利用动态机械热分析(DMA)和热重分析(TG)分析模塑料的动态力学性能和热稳定性。研究表明,当玉米秸秆纤维浆料质量分数为31%时,氨基树脂模塑料的力学性能优异,弯曲强度为60.41 MPa,冲击强度为1.81 kJ/m²,模塑料的储能模量较高,性能较优;玉米秸秆纤维与氨基树脂的相容性稍差;模塑料在68.8~114.3℃时失重率仅为0.5%~2%,在246.0~345.2℃时失重率较高,达到26%,玉米秸秆纤维质量分数对模塑料的热稳定性影响不明显。     

木质纤维素预处理技术研究现状与展望

木质纤维素是自然界中最丰富的可再生资源,可用于生产燃料乙醇、生物柴油等能源产品,也是制备化学品和造纸的主要原料。木质纤维素主要由纤维素、半纤维素和木质素组成,复杂的化学结构限制了其高效利用,故必须对其进行预处理,去除木质素、半纤维素等不可溶物质,从而使其更易被酶水解成可发酵的糖,进而提高木质纤维素的降解转化率。预处理技术可以改变木质纤维原料的内部结构和表面性质,为后续的酶解糖化创造良好条件。从物理、化学、生物、联合处理等4个方面全面综述了不同木质纤维素预处理技术的研究现状,总结了其预处理效果和优缺点,并展望了其未来的研究方向,旨在为木质纤维素生物质降解利用研究提供参考。     

表面活性剂耦合离子液体对稻秆酶解糖化的影响

酶解糖化是木质纤维素材料制备生物质乙醇的关键环节,因此提高稻秆等木质纤维素材料的酶解糖化效率具有重要意义。以稻秆为原料,采用表面活性剂耦合离子液体为预处理方法,考察预处理温度、时间、表面活性剂的添加比例对稻秆酶解的影响。结果表明,预处理温度为110℃、时间为60 min、表面活性剂添加比例为1%,稻秆的酶解效果最佳,与单独离子液体处理的稻秆相比,纤维转化率可提高8%～15%。同时分别通过稻秆成分分析、FTIR、XRD、SEM等对预处理前后的稻秆结构进行表征,证实预处理后酶解效率提高的合理性。     

表面活性剂耦合离子液体对稻秆酶解糖化的影响

酶解糖化是木质纤维素材料制备生物质乙醇的关键环节,因此提高稻秆等木质纤维素材料的酶解糖化效率具有重要意义。以稻秆为原料,采用表面活性剂耦合离子液体为预处理方法,考察预处理温度、时间、表面活性剂的添加比例对稻秆酶解的影响。结果表明,预处理温度为110℃、时间为60 min、表面活性剂添加比例为1%,稻秆的酶解效果最佳,与单独离子液体处理的稻秆相比,纤维转化率可提高8%~15%。同时分别通过稻秆成分分析、FTIR、XRD、SEM等对预处理前后的稻秆结构进行表征,证实预处理后酶解效率提高的合理性。     

利用农林废弃物制备低聚木糖的研究进展

低聚木糖是一种高附加值的功能性低聚糖,其生理功能受到人们的广泛关注。本文综述了低聚木糖的结构和生理功能,以及目前国内外利用农林废弃物等木质纤维资源来制备生产低聚木糖的主要技术和方法。其中,寻找环境友好且具备经济效益的生物质预处理联产工艺可以实现木质纤维原料中纤维素、木质素、半纤维素的合理化利用,在生产制备低聚木糖的同时,也具备了极大的商业潜力,成为目前研究的热点。     

污泥与生物质共热解制备生物质炭工艺优化及吸附性能

通过污泥与秸秆（玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆、芝麻秸秆）慢速共热解的方法,在不同热解温度（300℃、400℃、500℃、600℃）、热解时间（0.5h、1h、1.5h、2h）及配比（污泥与生物质1∶0、1∶0.5、1∶1、1∶2）条件下制备4种生物质炭,即SCBC（污泥-玉米秸秆生物质炭）、SRBC（污泥-水稻秸秆生物质炭）、SWBC（污泥-小麦生物质炭）、SSBC（污泥-芝麻生物质炭）,研究了不同热解条件对生物质炭产率、pH、元素组成、表面特征、吸附性能的影响,并根据吸附性能筛选出各生物质炭的最优制备工艺。结果表明,热解温度为500℃、热解时间为2h、污泥与玉米秸秆、芝麻秸秆配比为1∶1时,污泥与水稻秸秆、小麦秸秆配比为1∶2时,制备的生物质炭吸附性能最优。最优制备工艺条件下,4种生物质炭吸附性能相比：SWBC > SRBC > SCBC > SSBC。     

玉米秸秆纤维素在离子液体中的溶解再生研究

以玉米秸秆纤维素为原料,在离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐(AMIMNCI)和1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(EMIMAc)中成功地制备了性能优异的再生纤维素膜材料.对再生纤维素膜进行了FTIR、SEM、WAXD和力学性能、热力学性能等表征.结果表明,AMIMCI和EMIMAc都是玉米秸秆纤维素的非衍生化优良溶剂;在溶解过程中发生了从纤维素Ⅰ到纤维素Ⅱ的晶型转变;再生秸秆纤维素膜结构均匀致密,力学性能高,在AMIMCI和EMIMAc中再生的玉米秸秆纤维素膜的力学强度分别达119 MPa和47 MPa;再生玉米秸秆纤维素膜的热力学稳定性高,初始热分解温度高于250℃.本文实际上提供了在离子液体中,从农业废弃物中生产再生纤维素材料的清洁工艺.     

醇酸体系分离木质素对酶解性能的影响

为提高生物质纤维素酶解性能,采用乙二醇耦合对甲基苯磺酸(EG-PTSA)法对玉米秸秆进行预处理,考察了温度、对甲基苯磺酸(PTSA)质量分数、反应时间对酶解性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对预处理前后的样品进行表征分析。结果表明:在对甲基苯磺酸质量分数2.0%、100℃、60 min下,木质素脱除率为83.2%,纤维素保留率为83.5%;同时,酶解纤维素的葡聚糖产率从23.8%提高至71.4%(5 FPU/g),比原始玉米秸秆的酶解效率(23.8%)高出近3倍。SEM、XRD和FTIR分析表明,玉米秸秆经EG-PTSA预处理后,木质素、半纤维素大量脱除打破了秸秆纤维素致密结构,增加了纤维素酶的可及性,提高了酶解性能,是一种简单、高效且有前景的预处理方法。     

纤维素类生物质炼制燃料乙醇的多产品共生模式研究

利用纤维素类生物质炼制燃料乙醇是世界可再生能源发展的主要趋势.以纤维素类生物质玉米秸秆为研究对象,在系统工程、生态工业指导思想下,对纤维素类生物质炼制燃料乙醇副产物资源化过程开展研究.通过对生物质玉米秸秆炼制燃料乙醇过程主要副产物资源化的利用方案比较论证,综合技术、经济、环境、市场等因素,提出了纤维素类生物质炼制燃料乙醇生产过程的副产物CO2、预处理废液、木质素、酒精废糟液资源化利用的多产品共生模式.并对该共生模式的能量和水进行了集成分析,提出了该共生模式的生态环境风险防范措施.     

蒸汽爆破预处理对沙柳组成及纤维结构性能影响研究

研究了蒸汽爆破维压时间对沙柳茎杆化学组成和酶解糖化率的影响,并采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪和红外光谱(IR)对沙柳纤维物理形态、结构和性能进行了表征.结果表明蒸汽爆破处理对纤维素、木质素含量影响小显著,而半纤维素含量人幅度降低.蒸汽爆破预处理后沙柳纤维表面和细胞壁受到不同程度的破裂,蒸汽爆破纤维素表观结晶度比原料纤维素有所提高,但其绝埘结晶度降低.酶解糖化反应温度46℃、反应时问72 h、酶用最20 FPU/(g纤维素)和底物浓度为2.0%时,沙柳攀杆原料酶解糖化率为14.5%,蒸汽爆破维压4 min处理的沙柳物料糖化率达到69.81%,纤维素糖化率提高4.4倍,蒸汽爆破是一种有效的木质纤维预处理方法.